振動(dòng)時(shí)效應(yīng)用技術(shù)特點(diǎn)
振動(dòng)時(shí)效又稱振動(dòng)消除應(yīng)力，指在通過控制激振器的激振頻率，使工件發(fā)生共振，讓工件產(chǎn)生適當(dāng)?shù)慕蛔冞\(yùn)動(dòng)并吸收部分能量，以致內(nèi)部發(fā)生微觀粘彈塑性力學(xué)變化，從而降低工件局部峰值應(yīng)力和均化工件的殘余應(yīng)力場(chǎng)尤其是表面的應(yīng)力集中區(qū)域，最終防止工件變形與開裂，保證以后的尺寸穩(wěn)定精度。它是上個(gè)世紀(jì)初期開始出現(xiàn)并在五十年代以來獲得廣泛應(yīng)用的一項(xiàng)消除應(yīng)力的新技術(shù)。 構(gòu)件經(jīng)過焊接、鑄造、鍛造、機(jī)械加工等工藝過程，在其內(nèi)部產(chǎn)生了殘余應(yīng)力，它極大地影響了構(gòu)件的尺寸穩(wěn)定性、剛度、強(qiáng)度、疲勞壽命和機(jī)械加工性能，甚至?xí)?dǎo)致裂紋和應(yīng)力腐蝕。時(shí)效是降低殘余應(yīng)力，使構(gòu)件尺寸精度穩(wěn)定的方法。目前時(shí)效的方法主要有三種，即自然時(shí)效、熱時(shí)效和振動(dòng)時(shí)效。
自然時(shí)效是最古老的方法，它是把構(gòu)件置于室外，讓其經(jīng)過氣候、溫度的反復(fù)變化，在反復(fù)溫度應(yīng)力作用下，使殘余應(yīng)力松弛、尺寸精度獲得穩(wěn)定。一般認(rèn)為，經(jīng)過一年自然時(shí)效的工件，殘余應(yīng)力僅下降2～10％，但是卻較大地提高了工件的松弛剛度，因而工件的尺寸穩(wěn)定性很好。但因其時(shí)間太長(zhǎng)，一般不在實(shí)際生產(chǎn)中采用。
熱時(shí)效是傳統(tǒng)的時(shí)效方法，它是利用熱處理當(dāng)中的退火技術(shù)，通常是將工件加熱到500～650℃進(jìn)行較長(zhǎng)時(shí)間的保溫后再緩慢冷卻至室溫。在熱的作用下通過原子擴(kuò)散及塑性變形使內(nèi)應(yīng)力消除。從理論上講采用熱時(shí)效時(shí)，只要退火溫度和時(shí)間適宜，應(yīng)力可以完全消除。但在實(shí)際生產(chǎn)中通常認(rèn)為最好可以消除殘余應(yīng)力的70～80％，與此同時(shí)它能造成工件材料表面氧化、硬度及機(jī)械性能下降等缺陷。因此，人們一直在研究更好的方法來消除殘余應(yīng)力。
振動(dòng)時(shí)效是在上個(gè)世紀(jì)初期產(chǎn)生并發(fā)展起來的消除應(yīng)力新方法。即工件在激振器所施加的周期性外力作用下產(chǎn)生共振，松弛殘余應(yīng)力，獲得尺寸精度穩(wěn)定性。也就是在機(jī)械的作用下，使構(gòu)件產(chǎn)生局部的塑性變形，從而使殘余應(yīng)力得到釋放，以達(dá)到降低和調(diào)整殘余應(yīng)力的目的。但機(jī)械作用使應(yīng)力消除的程度是有限的，不可能完全消除。因此振動(dòng)時(shí)效往往是把應(yīng)力降低（主要是降低殘余應(yīng)力峰值）和重新分布作為主要目的。
振動(dòng)時(shí)效應(yīng)用技術(shù)特點(diǎn)
振動(dòng)消除應(yīng)力是對(duì)構(gòu)件施加一交變應(yīng)力，如果交變應(yīng)力幅與構(gòu)件上某些點(diǎn)所存在的殘余應(yīng)力之和達(dá)到材料的屈服極限時(shí)，這些點(diǎn)將產(chǎn)生塑性變形。如果這種循環(huán)應(yīng)力使某些點(diǎn)產(chǎn)生晶格滑移，盡管宏觀上沒有達(dá)到屈服極限，也同樣會(huì)產(chǎn)生微觀的塑性變形，況且這些塑性變形往往是首先發(fā)生在殘余應(yīng)力最大點(diǎn)上，因此使這些點(diǎn)受約束的變形得以釋放從而降低了殘余應(yīng)力。這就是用振動(dòng)時(shí)效可以消除殘余應(yīng)力的機(jī)理。
用振動(dòng)的方法消除金屬構(gòu)件的殘余應(yīng)力技術(shù)，1900年在美國(guó)就取得了專利。但由于人們長(zhǎng)期使用熱時(shí)效，加上當(dāng)時(shí)對(duì)振動(dòng)消除應(yīng)力的機(jī)理還不十分明確，且高速電機(jī)尚未出現(xiàn)造成當(dāng)時(shí)的振動(dòng)時(shí)效設(shè)備沉重、調(diào)節(jié)不便，因此該項(xiàng)技術(shù)一直未得到大的發(fā)展和廣泛應(yīng)用。直到上世紀(jì)50—60年代由于能源危機(jī)的出現(xiàn)，美、英等國(guó)才又開始研究振動(dòng)時(shí)效的機(jī)理和應(yīng)用工藝。特別是到上世紀(jì)70年代由于可調(diào)高速電機(jī)的出現(xiàn)大大推動(dòng)了振動(dòng)消除應(yīng)力裝置的發(fā)展：1973年英國(guó)制成手提式振動(dòng)時(shí)效系統(tǒng)VCM80，后來美國(guó)馬丁工程公司也研制出比較先進(jìn)的LT-100R型振動(dòng)時(shí)效系統(tǒng)。這些比較先進(jìn)的激振裝置，促進(jìn)了振動(dòng)消除應(yīng)力工藝的發(fā)展和實(shí)際應(yīng)用。由于這種工藝日趨成熟，振動(dòng)和控制設(shè)備日臻完善，目前振動(dòng)時(shí)效已在英、美、俄、德等國(guó)被普遍采用，他們幾乎所有機(jī)械廠都配備了振動(dòng)時(shí)效裝置，尤其是起重機(jī)械廠的大件和基礎(chǔ)零件全部采用了振動(dòng)時(shí)效。我國(guó)也從上世紀(jì)70年代后期
振動(dòng)時(shí)效應(yīng)用技術(shù)特點(diǎn)